mmap內存映射操作之二

這次我們來講述mmap較爲具體一點的實現細節。

 

mmap設備方法是file_operations結構的成員，在Mmap系統調用發出時被調用。在此之前，內核已經完成了很多工作。mmap設備方法所需要做的就是建立虛擬地址到物理地址的頁表。

 

prototype : int (*mmap)(struct file *, struct vm_area_struct *);

parameter: struct file * : 需要操作的文件

                struct vm_area_struct * : 內核自動幫我們找到的一個虛擬內存區域。

return : 虛擬內存區域起始地址

 

Linux內核使用結構vm_area_struct 來描述虛擬虛擬內存區域，其中幾個主要成員如下：

unsigned long vm_start : 虛擬內存區域起始地址

unsinged long vm_end  : 虛擬內存區域結束地址

unsigned long vm_flags : 該區域的標記（能否直接把信息通過虛擬地址存入物理地址等）

 

通過上面的介紹，其實mmap是如何完成頁表的建立呢？

方法有兩種：

1.使用remap_pfn_range一次建立所有頁表

2.使用nopage VMA方法每次建立一個頁表

 

我們這裏詳細介紹方法一。

prototype : int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,

                                              unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot)

parameter: vma : 虛擬內存區域指針

                addr : 虛擬地址的起始值

                pfn  : 要映射的物理地址的頁幀號，即將物理地址右移PAGE_SHIFT（12位），至於爲什

                         麼是12位，敬請查看《深入理解LINUX內核》內存管理部分

                size : 要映射的區域的大小。

                prot : VMA的保護屬性。

return : 返回虛擬內存起始地址。

 

操作實例：

int memdev_mmap(struct file * filp, struct vm_area_struct * vma) { vma -> vm_flags |= VM_IO; vma -> vm_flags |= VM_RESERVED; //設置保護屬性 if (remap_pfn_range(vma, vma -> vm_start, virt_to_phys(dev -> data) >> PAGE_SHIFT, size, vma -> vm_page_prot)) { return -EAGAIN; } return 0; }

注意這裏的remap_pfn_range函數裏的virt_to_phys(dev -> data)，因爲例子採用的“設備”其實就是內存，所以需要先轉化成物理地址再移位。如果以後我們操作實際的硬件，這裏就不用轉化了，直接填入物理地址即可。